Vodivost
Slovo vodivost má několik významů.
- Elektrická vodivost – konduktance, absolutní schopnost dané elektrické součástky vést elektrický proud. Převrácená hodnota elektrického odporu, rezistance
- Konduktivita – obecná schopnost látky vést elektrický proud, měrná elektrická vodivost, materiálová konstanta. Převrácená hodnota měrného elektrického odporu, rezistivity
- Tepelná vodivost, teplotní vodivost – absolutní schopnost daného předmětu nebo části stavby vést teplo. Převrácená hodnota tepelného odporu, teplotního odporu
- Měrná tepelná vodivost – obecná schopnost látky vést teplo, měrná tepelná vodivost, součinitel teplotní vodivosti, součinitel tepelné vodivosti, materiálová konstanta. Převrácená hodnota měrného tepelného odporu, měrného teplotní odporu, součinitel teplotního odporu, součinitel tepelného odporu
- Magnetická vodivost – permeance, absolutní schopnost dané části magnetického obvodu vést magnetický tok. Převrácená hodnota magnetického odporu, reluktance
- Měrná magnetická vodivost – permeabilita, obecná schopnost látky vést magnetický tok
Elektrická vodivost (též konduktance – reálná vodivost el. obvodu) je fyzikální veličina, která popisuje schopnost dobře vést elektrický proud. Elektrická vodivost udává velikost elektrického proudu procházející vodičem při jednotkovém napětí na jeho koncích. Čím větší je vodivost, tím silnější elektrický proud prochází vodičem při stejném napětí. Dobrý vodič má vysokou hodnotu vodivosti, špatný vodič má nízkou hodnotu vodivosti. Elektrická vodivost je určena vztahem kde I je elektrický proud protékající vodičem a U je elektrické napětí na koncích vodiče. Elektrickou vodivost G lze vypočítat z vlastností vodiče podle vztahu: kde σ je konduktivita látky, S je obsah průřezu vodiče a l je délka vodiče. Elektrická vodivost je převrácená hodnota elektrického odporu R, tzn. Ve fyzice označuje tepelná vodivost schopnost daného kusu látky, konstrukce, (např. zdi) vést teplo. Představuje rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do jiných, chladnějších částí. Tepelná vodivost dané látky je charakterizována součinitelem tepelné vodivosti. Součinitel tepelné vodivosti bývá často chybně označován přímo jako tepelná vodivost, součinitel je však měrná tepelná vodivost. Je definována jako množství tepla, které musí za jednotku času projít tělesem, aby na jednotkovou délku byl jednotkový teplotní spád. Přitom se předpokládá, že teplo se šíří pouze v jednom směru, např. v desce s rovnoběžnými povrchy. Tuto definici lze také vyjádřit tak, že součinitel tepelné vodivosti je výkon (tzn. teplo za jednotku času), který projde každým čtverečním metrem desky tlusté metr, jejíž jedna strana má teplotu o 1 Kelvin vyšší než druhá. Množství tepla Q, které projde za čas τ plochou S do hloubky d se určí ze vztahu kde λ je součinitel tepelné vodivosti a ΔT je rozdíl teplot na vzdálenosti d. U materiálů s definovanou tlouštkou se často udává součinitel prostupu tepla U, který je definován jako výkon, který projde plochou jednoho čtverečního metru při rozdílu teplot 1 Kelvin. Tepelná vodivost společně s tepelnou kapacitou také ovlivňuje subjektivní vnímání teploty těles při doteku. Např. dotýkáme-li se dvou chladných předmětů se stejnou teplotou, z nichž jeden je kovový a druhý dřevěný, zdá se nám dřevěný předmět teplejší, protože jeho povrch se zahřívá tělesným teplem snadněji, zatímco kovový předmět teplo snadněji odvádí daleko od povrchu. Tepelná vodivost je mírně závislá na teplotě. U kovů s rostoucí teplotou klesá, u polovodičů naopak s teplotou roste. Tepelná vodivost kapalin a plynů je udávána v klidu (tzn. nedochází k přenosu tepla prouděním). Tabulka udává hodnoty tepelné vodivosti vybraných materiálů při teplotě 25 °C.
Elektrická vodivost
Značení
Výpočet
Vlastnosti
Tepelná vodivost
Součinitel tepelné vodivosti
Značení
Výpočet
Součinitel tepelné vodivosti je materiálová konstanta, která se zjišťuje experimentálně. Vlastnosti
Příklad hodnot tepelné vodivosti
Látka
λ (W·m-1·K-1)
diamant
895-2300
stříbro
429
měď
386
zlato
317
hliník
237
mosaz
120
železo
80,2
platina
71,6
olovo
35,3
rtuť
8,514
křemen
7-12
led (0°C)
2,2
sklo
1,35
voda
0,6062
olej
0,13
dřevo
0,04-0,35
ovčí vlna
0,04
polystyrenová pěna
0,033
vzduch (normální tlak)
0,0262
aerogel
0,015–0,020
Pro srovnání jsou uvedeny hodnoty tepelné vodivosti vybraných materiálů při teplotě 20 °C.
Látka
λ (W·m-1·K-1)
stříbro
418
měď
395
hliník
229
železo
73
žula
2,9 - 4,0
beton
1,5
voda
1,0
cihla
0,28 - 1,2
sklo
0,60 - 1,0
škvárobeton
0,70
linoleum
0,19
polystyren
0,16
benzín
0,131
skelná vata
0,04
polystyrenová pěna XPS STYRODUR
0,035
vzduch
0,024